我们先来看看百度百科是如何定义回调函数的:
回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针(地址)作为参数传递给另一个函数,当这个指针被用来调用其所指向的函数时,我们就说这是回调函数。回调函数不是由该函数的实现方直接调用,而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的,用于对该事件或条件进行响应。
这段话比较长,也比较绕口。下面我通过一幅图来说明什么是回调:
假设我们要使用一个排序函数来对数组进行排序,那么在主程序 (Main program) 中,我们先通过库,选择一个库排序函数(Library function)。但排序算法有很多,有冒泡排序,选择排序,快速排序,归并排序。同时,我们也可能需要对特殊的对象进行排序,比如特定的结构体等。库函数会根据我们的需要选择一种排序算法,然后调用实现该算法的函数来完成排序工作。这个被调用的排序函数就是回调函数(Callback function)。
结合这幅图和上面对回调函数的解释,我们可以发现,要实现回调函数,最关键的一点就是要将函数的指针传递给一个函数 (上图中是库函数),然后这个函数就可以通过这个指针来调用回调函数了。注意,回调函数并不是 C 语言特有的,几乎任何语言都有回调函数。在 C 语言中,我们通过使用函数指针来实现回调函数。那函数指针是什么?不着急,下面我们就先来看看什么是函数指针。
函数指针也是一种指针,只是它指向的不是整型,字符型而是函数。在 C 中,每个函数在编译后都是存储在内存中,并且每个函数都有一个入口地址,根据这个地址,我们便可以访问并使用这个函数。函数指针就是通过指向这个函数的入口,从而调用这个函数。
函数指针虽然也是指针,但它的定义方式却和其他指针看上去很不一样,我们来看看它是如何定义的:
- /* 方法1 */
- void (*p_func)(int, int, float) = NULL;
- /* 方法2 */
- typedef void (*tp_func)(int, int, float);
- tp_func p_func = NULL;
这两种方式都是定义了一个指向返回值为
类型,参数为
- void
的函数指针。第二种方法是为了让函数指针更容易理解,尤其是在复杂的环境下;而对于一般的函数指针,直接用第一种方法就行了。
- (int, int, float)
如果之前没见过函数指针,可能会觉得函数指针的定义比较怪,为什么不是
而是
- void ()(int, int, float) *p_func
这种形式?这个问题我也不知道,也没必要纠结,花点时间理解下它与普通指针的区别,实在不行就先记住它的形式。
- void (*p_func)(int, int, float)
在定义完函数指针后,我们就需要给它赋值了我们有两种方式对函数指针进行赋值:
- void (*p_func)(int, int, float) = NULL;
- p_func = &func1;
- p_func = func2;
上面两种方法都是合法的,对于第二种方法,编译器会隐式地将
由
- func_2
类型转换成
- void ()(int, int, float)
类型,因此,这两种方法都行。想要了解更详细的说明,可以看看下面这个 stackoverflow 的 。
- void (*)(int, int, float)
因为函数指针也是指针,因此可以使用常规的带
的方法来调用函数。和函数指针的赋值一样,我们也可以使用两种方法:
- *
- /* 方法1 */
- int val1 = p_func(1,2,3.0);
- /* 方法2 */
- int val2 = (*p_func)(1,2,3.0);
方法 1 和我们平时直接调用函数是一样的,方法 2 则是用了
对函数指针取值,从而实现对函数的调用。
- *
函数指针和普通指针一样,我们可以将它作为函数的参数传递给函数,下面我们看看如何实现函数指针的传参:
- /* func3 将函数指针 p_func 作为其形参 */
- void func3(int a, int b, float c, void (*p_func)(int, int, float))
- {
- (*p_func)(a, b, c);
- }
- /* func4 调用函数func3 */
- void func4()
- {
- func3(1, 2, 3.0, func_1);
- /* 或者 func3(1, 2, 3.0, &func_1); */
- }
有了上面的基础,要写出返回类型为函数指针的函数应该不难了,下面这个例子就是返回类型为函数指针的函数:
- void (* func5(int, int, float ))(int, int)
- {
- ...
- }
在这里,
以
- func5
为参数,其返回类型为
- (int, int, float)
。在 C 语言中,变量或者函数的声明也是一个大学问,想要了解更多关于声明的话题,可以参考我之前的文章 - 。这本书的第三章花了整整一章的内容来讲解如何读懂 C 语言的声明。
- void (*)(int, int)
在开始讲解回调函数前,最后介绍一下函数指针数组。既然函数指针也是指针,那我们就可以用数组来存放函数指针。下面我们看一个函数指针数组的例子:
- /* 方法1 */
- void (*func_array_1[5])(int, int, float);
- /* 方法2 */
- typedef void (*p_func_array)(int, int, float);
- p_func_array func_array_2[5];
上面两种方法都可以用来定义函数指针数组,它们定义了一个元素个数为 5,类型是
的函数指针数组。
- void (*)(int, int, float)
我们前面谈的都是函数指针,现在我们回到正题,来看看回调函数到底是怎样实现的。下面是一个四则运算的简单回调函数例子:
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- /****************************************
- * 函数指针结构体
- ***************************************/
- typedef struct _OP {
- float (*p_add)(float, float);
- float (*p_sub)(float, float);
- float (*p_mul)(float, float);
- float (*p_div)(float, float);
- } OP;
- /****************************************
- * 加减乘除函数
- ***************************************/
- float ADD(float a, float b)
- {
- return a + b;
- }
- float SUB(float a, float b)
- {
- return a - b;
- }
- float MUL(float a, float b)
- {
- return a * b;
- }
- float DIV(float a, float b)
- {
- return a / b;
- }
- /****************************************
- * 初始化函数指针
- ***************************************/
- void init_op(OP *op)
- {
- op->p_add = ADD;
- op->p_sub = SUB;
- op->p_mul = &MUL;
- op->p_div = &DIV;
- }
- /****************************************
- * 库函数
- ***************************************/
- float add_sub_mul_div(float a, float b, float (*op_func)(float, float))
- {
- return (*op_func)(a, b);
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- OP *op = (OP *)malloc(sizeof(OP));
- init_op(op);
- /* 直接使用函数指针调用函数 */
- printf("ADD = %f, SUB = %f, MUL = %f, DIV = %f\n", (op->p_add)(1.3, 2.2), (*op->p_sub)(1.3, 2.2),
- (op->p_mul)(1.3, 2.2), (*op->p_div)(1.3, 2.2));
- /* 调用回调函数 */
- printf("ADD = %f, SUB = %f, MUL = %f, DIV = %f\n",
- add_sub_mul_div(1.3, 2.2, ADD),
- add_sub_mul_div(1.3, 2.2, SUB),
- add_sub_mul_div(1.3, 2.2, MUL),
- add_sub_mul_div(1.3, 2.2, DIV));
- return 0;
- }
这个例子有点长,我一步步地来讲解如何使用回调函数。
要完成加减乘除,我们需要定义四个函数分别实现加减乘除的运算功能,这几个函数就是:
- /****************************************
- * 加减乘除函数
- ***************************************/
- float ADD(float a, float b)
- {
- return a + b;
- }
- float SUB(float a, float b)
- {
- return a - b;
- }
- float MUL(float a, float b)
- {
- return a * b;
- }
- float DIV(float a, float b)
- {
- return a / b;
- }
我们需要定义四个函数指针分别指向这四个函数:
- /****************************************
- * 函数指针结构体
- ***************************************/
- typedef struct _OP {
- float (*p_add)(float, float);
- float (*p_sub)(float, float);
- float (*p_mul)(float, float);
- float (*p_div)(float, float);
- } OP;
- /****************************************
- * 初始化函数指针
- ***************************************/
- void init_op(OP *op)
- {
- op->p_add = ADD;
- op->p_sub = SUB;
- op->p_mul = &MUL;
- op->p_div = &DIV;
- }
我们需要创建一个 "库函数",这个函数以函数指针为参数,通过它来调用不同的函数:
- /****************************************
- * 库函数
- ***************************************/
- float add_sub_mul_div(float a, float b, float (*op_func)(float, float))
- {
- return (*op_func)(a, b);
- }
当这几部都完成后,我们就可以开始调用回调函数了:
- /* 调用回调函数 */
- printf("ADD = %f, SUB = %f, MUL = %f, DIV = %f\n",
- add_sub_mul_div(1.3, 2.2, op->p_add),
- add_sub_mul_div(1.3, 2.2, op->p_sub),
- add_sub_mul_div(1.3, 2.2, MUL),
- add_sub_mul_div(1.3, 2.2, DIV));
简单的四部便可以实现回调函数。在这四步中,我们甚至可以省略第二步,直接将函数名传入 "库函数",比如上面的乘法和除法运算。回调函数的核心就是函数指针,只要搞懂了函数指针再学回调函数,那真是手到擒来了。
本文主要讲了如何使用函数指针和回调函数。回调函数的核心就是函数指针,因此我花了大量篇幅讲解函数指针。对于回调函数的实现,我给出了一个例子,希望这个例子能给你帮助。回调函数很重要,如果连它都不会,C 语言真不算入门了。当然了,即使会了它,也不要骄傲,因为 C 语言还有太多的东西需要我们去学习、实践。
如果觉得本文对你有帮助,请多多点赞支持,谢谢!
来源: